[發明專利]LrWRKY-R2蛋白及其編碼基因在調控植物抗逆性中的應用

有效

• 申請號: 202210168879.5
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114456245B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 符勇耀;吳嬌;李娟;劉萱;姜思佳;焦麗;徐文姬
• 申請（專利權）人: 長江師范學院
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/56
• 代理公司: 重慶企進專利代理事務所(普通合伙) 50251
• 代理人: 林威宇

本發明公開了LrWRKY?R2蛋白及其編碼基因在調控植物抗逆性中的應用，所述LrWRKY?R2蛋白的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示，其編碼基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示。生化分析表明，LrWRKY?R2是定位于細胞核的WRKY家族IId簇成員。本發明將LrWRKY?R2基因在擬南芥或百合中過表達后，通過熱激脅迫處理實驗和病原菌抑菌實驗發現，LrWRKY?R2轉錄因子是兼具調節高溫脅迫和灰霉病抗性的雙重功能的WRKY家族成員，為通過分子手段提高植物抗逆性提供了新的基因資源，同時也為百合的遺傳改良提供了一個非常優越的新靶標，為培育兼具耐熱和抗病的百合新品種或其它植物新材料提供了有力的技術支持，對農業生產上實現優質、高產育種具有重要理論和應用價值。

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，特別的涉及LrWRKY-R2蛋白及其編碼基因在調控植物抗逆性中的應用。

背景技術

在自然界中，植物通常受到各種生物和非生物脅迫，并不斷進化發展出了一系列防御機制。百合作為一種名貴的花卉和重要的蔬菜，具有非常可觀的經濟價值。然而，百合大多喜冷涼濕潤氣候，最適的百合生長溫度約為18-24℃。高溫會造成百合植株矮小、病蟲害嚴重和花朵敗育，直接影響切花質量，并引起種球退化等(Yin?H,Chen?Q,Yi?M(2008)Effects?of?short-term?heat?stress?on?oxidative?damage?and?responses?ofantioxidant?system?in?Lilium?longiflorum.Plant?Growth?Regul?54:45-54.Xin?HB,Zhang?H,Chen?L,et?al.(2010)Cloning?and?characterization?of?HsfA2?from?lily(Lilium?longiflorum).Plant?Cell?Rep?29:875-885.)。我國大部分地區夏季炎熱，加之溫室效應日趨明顯，高溫已成為制約我國百合產業發展的重要因素之一。另一方面，由灰霉菌引起的百合灰霉病已成為百合生產和采用各環節中最為常見的病害。一般灰霉病發生時會造成20–40％產量損失，嚴重時會導致完全失收(Cao?X,Shi?S,Zhang?Z.(2018)Firstreport?of?Botrytis?leaf?blight?on?lily(Lilium?longiflorum)caused?by?Botrytiscinerea?in?Beijing,China.Plant?Dis,102:1033)?？傊?，高溫脅迫和灰霉病害嚴重限制了我國百合產業的健康和可持續發展。多年的實踐表明，選育和推廣抗高溫和抗病百合品種是解決百合生產實踐的最有效、經濟和環保的途徑。因此，從基因水平上研究百合耐高溫和抗灰霉病的分子機理，培育廣譜高抗的百合新品種具有重要科學意義和產業前景。

轉錄因子調控在植物逆境脅迫反應中具有重要作用。WRKY蛋白是植物最大的轉錄因子家族之一，WRKY轉錄因子因含有一段高度保守的七肽序列WRKYGQK而被定義，該序列由60多個氨基酸殘基組成。研究發現，不同WRKY家族成員在植物各種生物脅迫和非生物逆境脅迫反應發揮重要角色(Zhang?Y,and?Wang?L(2005)The?WRKY?transcription?factorsuperfamily:its?origin?in?eukaryotes?and?expansion?in?plants.BMC?Evol.Biol.5,1)。然而，目前有關WRKY因子同時調節高溫脅迫和灰霉病害的研究未見報道。岷江百合(Lilium?regale?Wilson)是一種高抗真菌病害，且耐干旱和高溫的天然野生百合種質。目前已經從岷江百合中分離多個生物脅迫相關WRKY轉錄因子基因，包括LrWRKY1(申請號201610001896.4)、LrWRKY2(201911106106.9)、LrWRKY3(201911106095.4)、LrWRKY4(201911105589.0)和LrWRKY11(201911105582.9)等。但是，有關岷江百合耐高溫的WRKY家族成員鮮有報道，WRKY調控百合耐高溫或抗病的機制還遠遠未闡明。從岷江百合中分離耐高溫同時抗病的WRKY轉錄因子基因，闡明其功能，為植物特別是百合基因工程改良提供重要的新基因或新靶標。